Vídeo Aula #179: Efusão e Difusão dos Gases

Vídeo Aula #178: Mistura de Gases

Vídeo Aula #177: Equação Geral dos Gases e Transformações Gasosas

Vídeo Aula #176: Equação Geral dos Gases (Exemplo)

Vídeo Aula #175: Equação Geral dos Gases (Parte 2)

Vídeo Aula #174: Estudo Geral dos Gases (Parte 1)

Vídeo Aula #173:Transformação Isobárica e Isomérica

Vídeo Aula #172: Transformação Isotérmica

Vídeo Aula #171: Variáveis de um Gás - Pressão, Volume e Temperatura

Vídeo Aula #170: Variáveis de um Gás - Número de Moléculas

Vídeo Aula #169: Estado Físico Gasoso

Gás Inerte

Quando um gás não reage quimicamente com outras substâncias em condições normais de temperatura e pressão (CNTP), dizemos que se trata de um gás inerte. Além de não serem reativos, os gases inertes também não provocam desequilíbrio químico.

Veja alguns exemplos de gases inertes:

Gases nobres

Também chamado de gases raros, os gases nobres são constituídos por átomos isolados uns dos outros. A principal propriedade química desses gases é a alta estabilidade, ou seja, pouca tendência de se unir (reagir) entre si ou com outros elementos químicos. A família dos gases nobres é formada por Hélio (He), Neônio (Ne), Argônio (Ar), Criptônio(Kr), Xenônio (Xe) e Radônio (Rn). Devido a esta característica, os gases nobres apresentam várias aplicações:

• O argônio é utilizado na conservação de peças de museus e em lâmpadas incandescentes, para evitar a corrosão do filamento de tungstênio. Além disso, o argônio também é usado em soldagem, para evitar a oxidação da solda.
• Misturado com o oxigênio, o gás hélio é usado em mergulhos de grandes profundidades, reduzindo o tempo de descompressão. Esse gás também é utilizado em dirigíveis, balões meteorológicos e de publicidade.
• O neônio compõe detectores de íons usados em laboratórios.
• O xenônio é usado como agente anestésico em anestesias gerais.

Gás nitrogênio (N₂)

O nitrogênio é o gás presente em maior quantidade no ar atmosférico. Ele é considerado um gás inerte porque não reage com outras substâncias, salvo em condições muito especiais. É bastante utilizado na inertização de sistemas, formando uma atmosfera protetora para evitar reações de substâncias. São algumas aplicações práticas do nitrogênio nesse processo:

• O nitrogênio é capaz de deslocar gases inflamáveis, sendo, por isso, usado em extintores de incêndio para conter a combustão.
• Em sua forma gasosa e pressurizada, o gás é utilizado no transporte de substâncias altamente explosivas.
• Também se utiliza o gás nitrogênio em operações de secagem, quando ocorrem reações indesejadas.
• É aplicado, ainda, no processo de retirada de oxigênio de líquidos, evitando a contaminação dos mesmos por oxidação ou corrosão.

Dióxido de carbono (CO₂)

O dióxido de carbono, mais conhecido como gás carbônico, é um gás incolor, inodoro, solúvel em água e não inflamável. Graças à sua propriedade inerte, o dióxido de carbono é largamente utilizado em extintores de incêndio para isolar o oxigênio do combustível, na inertização de tubulações para transferência de substâncias inflamáveis, na conservação de alimentos embalados, entre outras aplicações.

Fonte:http://www.infoescola.com/quimica/gas-inerte/

Pressão Atmosférica Ao nível do Mar

A pressão atmosférica exerce influência sobre a temperatura ambiente?
Primeiro entenda como essa força atua sobre nós:
Tudo que existe ao nosso redor, inclusive nós mesmos, sofremos a ação da força gravitacional da Terra. A camada mais externa (mais alta) de ar que envolve a Terra comprime a mais baixa exercendo influências sobre ela. Nessa região passam a existir mais moléculas por unidade de volume, dizemos então que a pressão nas regiões mais baixas, ao nível do mar, é maior. Ela corresponde a 1 atm (uma atmosfera).
Resumindo: a camada densa (800 Km) que envolve a Terra exerce pressão sobre os corpos: a pressão atmosférica.
Voltando a pergunta inicial surge uma dúvida: se ao nível do mar a pressão é de 1 atm, a temperatura nestes locais será constante? Não. Em alguns locais ao nível do mar, a temperatura ambiente é quente e em outros, é fria.
Temperatura alta ao nível do mar
Nas praias de regiões litorâneas o clima quente é predominante.
Temperatura baixa ao nível do mar
Na região dos polos o clima sempre está frio, apesar de também estar ao nível do mar.
Mas por que então se diz que uma substância em condições ambientes (estado padrão) está a 1 atm e 25 °C?
A pressão atmosférica ao nível do mar é sempre igual a 1 atm, mas a temperatura, como vimos, varia de região para região. O valor 25°C foi baseado na temperatura amena (nem quente nem fria).

Fonte:http://www.mundoeducacao.com/quimica/pressao-atmosferica-ao-nivel-mar.htm

Experimentos de Química: Voz de Pato e Bexigas Voadoras com Gás Hélio

Aerossóis

 

Poucos compreendem a definição de um aerossol, ou sequer saberão do que se trata a partir desta denominação. Entretanto, quando utilizamos termos como poeira, neblina ou fumaça, trazemos o cotidiano geral a esta compreensão. E onde estão os pontos de contato? Como poderemos compreender a definição de aerossol a partir desses itens? É esse esclarecimento que se pretende proporcionar no presente texto.

Os coloides, são misturas em que as partículas dispersas têm um diâmetro compreendido entre 1 nanômetro e 1 micrometro, partículas estas que podem ser átomos, íons ou moléculas. Um aerossol trata-se de uma dispersão coloidal de sólidos ou líquidos em um gás. O termo deriva da classificação dos coloides-sol e gel. Aqueles sistemas em que meio de dispersão é unicamente o ar, resulta, comumente, em três tipos distintos de aerossóis: a poeira; a neblina e a fumaça.

Essa denominação foi estendida, posteriormente, à forma de aplicação de um determinado produto, ou ao tipo de embalagem que o contém, sendo que os aerossóis podem ser formados por dispersão ou por condensação. No primeiro caso, na dispersão, qual é mais frequente, há atomização de um jato fino de liquido suspenso no ar. Este fino jato é então disparado por uma corrente forte no meio de dispersão. Já a formação de aerossóis pelo segundo método, o da condensação, não tão corriqueiro quanto o primeiro, exige estados de supersaturação e a consequente existência de núcleos de condensação.

Os elementos que constituem a embalagem de aerossol cada vez presentes em nosso cotidiano são: a) recipiente; b) válvula c) concentrado d) propelente. Todos os campos de aplicação industriais de aerossóis são praticamente ilimitados, destacando-se o setor dos cosméticos, da perfumaria, dos produtos de uso domésticos (como polidores, inseticidas, desodorizadores), os produtos de finalidade farmacêutica (incluindo as preparações para queimaduras, descongestionante das vias respiratórias, anestésicos locais), as bebidas, as tintas, os extintores de incêndio (de um modo geral), e também os reparadores de pneus e lubrificantes.

Fonte:  http://www.infoescola.com/quimica/aerossois/

Vídeo Aula #52: Gases

Aula Sobre Gases

Como Fazer Gelo Rapidamente

 

Colocam-se dois recipientes iguais (de preferência transparentes) com a mesma quantidade de água no congelador. Um com água fria outro com água quente (40 ou 50ºC). O recipiente que contém água quente congela primeiro!

O Efeito Mpemba!

Numa escola na Tanzânia em 1969, um aluno de nome Erasto Mpemba e um colega, devido a um trabalho escolar, estavam a fazer gelado. Como estavam com pressa Mpemba colocou a sua mistura no congelador sem a deixar arrefecer e o seu colega nem sequer a chegou a aquecer a dele. Ao contrário do que seria de esperar o gelado de Mpemba solidificou em primeiro lugar.

O facto despertou a curiosidade do rapaz que o comunicou aos seus professores, que a principio estavam relutantes em aceitar a ideia. No entanto o fenómeno foi confirmado e publicado. A partir daí passou a ser conhecido como Efeito Mpemba! Este efeito explica porque é que nos países e regiões frios os canos de água quente congelam primeiro que os de água fria!

Explicação do Fenômeno:

Quando confrontados com esta questão pela primeira vez somos impelidos a achar que se trata de um disparate. Se a temperatura da água num recipiente A é superior à temperatura da água noutro recipiente B então a água em A vai atingir o ponto de congelação mais tarde que a água em B, demorando mais tempo a ficar sólida… Quando confrontada com a realidade esta explicação mostra-se, como se pode observar experimentalmente, demasiado simples. Verifica-se, pois, que o abaixamento da temperatura de um líquido não é um processo assim tão linear pelo que há que ter em conta outros factores que, apesar de tudo, não deixam de ter um quê de especulativos:

Boa condução e bom contato
Convecção e superfície isolante
Evaporação
Má Condução
Gases dissolvidos
Boa condução e bom contacto
Existe a teoria de que uma camada fina de gelo na superfície de um recipiente pode atrasar o processo de arrefecimento.

Se a água quente for colocada no congelador num recipiente pequeno que seja um bom condutor térmico, o calor da água ao ser conduzido através do recipiente pode derreter todo gelo que aderir à sua superfície. Isto inclui a camada de gelo que se encontra na superfície inferior (base) do recipiente . Quando se dá a recongelação deste gelo, vai-se formar uma boa conexão entre a base do recipiente e a superfície onde a mesma está apoiada, permitindo uma melhor condução do calor do recipiente para o seu exterior do que no caso do recipiente que contém água fria e que, por isso, continua com uma camada de gelo na sua base. Em consequência disso, o calor é extraído do recipiente mais quente mais rapidamente, fazendo com que a sua temperatura baixe de forma mais rápida do que no que contém água fria.

Convecção e superfície isolante

Quando se congela água fria, é natural que surja em primeiro lugar uma camada de gelo na superfície do liquido. Essa camada vai prejudicar as trocas energéticas com exterior funcionado como uma superfície isolante, o que vai retardar o processo de congelação. No caso de a água estar morna, verifica-se que essa camada de gelo não se forma, pelo que não há lugar a esse efeito isolante. Isto acontece porque a água da superfície ao arrefecer vai-se deslocar para o fundo do recipiente criando uma corrente de convecção, corrente essa que vai promover a homogeneidade da temperatura da água no interior do recipiente.

Evaporação

Pensa-se que a evaporação é um factor que permite que a água morna congele mais rapidamente do que a água fria. A água morna ou quente evapora mais facilmente do que a água fria. Assim a evaporação não só reduz, ligeiramente, a quantidade de água quente a congelar como provoca um abaixamento na temperatura da mesma devido à perda de calor.

Má Condução

Se o recipiente for de um material que seja um mau condutor térmico, como a madeira, a refrigeração da água será na sua maior parte devida evaporação em vez da condução. Este poderia ser um factor importante na explicação de como a água quente congela mais rapidamente do que a água fria. Vimos que a água quente tem vantagem neste particular… Mpemba usou covetes de madeira quando fazia o seu gelado e observou o fenómeno.

Gases dissolvidos

Um outro factor tem a ver com o facto de a água possuir gases dissolvidos, tais como o oxigénio e o dióxido de carbono, cujo o efeito é baixar o seu ponto de congelação. Quando a água é aquecida, os gases são expelidos uma vez que a sua solubilidade em água diminui a altas temperaturas. Assim, quando a água quente arrefece, tem menos gás dissolvido do que a água que não foi aquecida, assim há um aumento do seu ponto de congelação. pelo que congela primeiro!

Experimente!:

Para se testar este efeito é necessário manter todos os factores constantes (excepto a temperatura da água). Neste caso para duplicarmos o Efeito Mpemba em casa devemos manter constantes os seguintes parâmetros:

A temperatura do congelador

A quantidade de água colocada no recipiente
O tamanho, forma e material do recipiente
Qualquer tipo de movimento do ar sobre a água.

Fonte:http://www.vocesabia.net/ciencia/como-fazer-gelo-rapidamente-efeito-mpemba/

Estudo dos Gases

Com exceção dos gases nobres, que são formados por átomos isolados a maioria dos gases são compostos moleculares. Fisicamente, os gases possuem grande capacidade de compressão e expansão, não possuindo nem forma nem volume definidos, pois ocupam o volume a forma do recipiente que os contém.

Há uma diferença entre gás e vapor: o vapor é capaz de existir em equilíbrio com a substância em estado líquido e até mesmo sólido; o gás, por sua vez, é um estado fluido impossível de se liquefazer. 

TemperaturaÉ a medida da agitação das partículas.
Nos estudos dos gases utiliza-se a escala Kelvin (K), cuja fórmula de conversão em relação à temperatura em graus Celsius (C) é:

K = C+273 

PressãoÉ a força por unidade de área. No caso dos gases a pressão é resultante do movimento das partículas em choque com as paredes do recipiente que contém o gás. As unidades de medida para a pressão atmosférica medida ao nível do mar são:

Volume ocupado por um gásIgual ao volume do recipiente que o contém. As unidades são:

 

MolQuantidade de uma substância:

CNTP - condições normais de temperatura e pressão (273 K e 1 atm). Nessas condições 1 mol de gás ocupa 22,4 L (volume molar de gases).

Transformações gasosas 

Isotérmica (temperatura constante); caso se diminua o volume do gás (diminuindo o volume do recipiente que o contém), a pressão aumenta:

 

 Isobárica (pressão constante); caso se aumente a temperatura o volume também aumenta:

 

 Isocórica ou Isovolumétrica (volume constante); ao se aumentar a temperatura a pressão também aumenta

 

Equação geral dos gases ideais: se as três propriedades (volume, pressão e temperatura) variarem, a equação será:

É chamado de gás ideal a todo gás que se comporta conforme as equações acima descritas. Na maioria das vezes os gases não se comportam como gases ideais, e são chamados de gases reais. Usam-se as equações acima, fazendo a adaptação para os casos de gases reais.

Equação de estado dos gases perfeitos Mesmo que haja transformações pode-se usar a equação geral dos gases a qualquer momento:

 

A equação acima relaciona o número de mols de um gás com a temperatura, pressão e volume; ou seja, dados, por exemplo, a pressão, o volume e a temperatura de um gás, é possível calcular quantos mols de gás estão presentes nesse volume.

  

Mistura de gases
Toda mistura de gases é um sistema homogêneo. A pressão final alcançada será a soma de todas as pressões parciais dos gases misturados. Por exemplo, caso misturemos 3 gases com pressões parciais de 1, 2 e 3 atm a pressão final será 6 atm.

Para mistura de n gases a equação será:

Por generalização:

Fração molar de cada um dos gases da mistura é a razão entre o número de mols desse gás e o número total de mols.

Fonte:http://guiadoestudante.abril.com.br/estudar/quimica/estudo-gases-676823.shtml

Camada de Valência

 

Cada uma destas camadas possuem um número máximo de elétrons. Assim, as camadas acima possuem, respectivamente 2, 8, 18, 32, 32, 18 e 2 elétrons. A camada de valência necessita, na maior parte dos átomos, de 8 elétrons para que seja estável. Essa é a teoria do octeto.

Quando não há instabilidade, os átomos tendem a fazer ligações químicas com elementos que possam proporcionar os dois elétrons faltantes.

Os gases nobres possuem 8 elétrons em sua camada de valência, a única exceção é Hélio, que possui 2 elétrons na camada de valência. Todos são estáveis, não necessitando realizar ligações químicas para adquirir estabilidade.

Como exemplo das ligações ocorridas em razão dos átomos presentes na camada de valência, estão o Oxigênio, que possui 6 elétrons na última camada e o Hidrogênio, que possui 1 elétron na ultima camada. O Oxigênio necessita de dois elétrons para ficar estável e o Hidrogênio, de dois elétrons. Desta forma, ocorre uma ligação em que dois átomos de Hidrogênio compartilham cada um, 1 elétron com o Oxigênio. Assim, o Oxigênio adquire a estabilidade através dos dois elétrons compartilhados, assim como o Hidrogênio, que adquire dois elétrons na camada de valência. Essa é a ligação que ocorre formando moléculas de água.

Outro exemplo conhecido é o cloreto de sódio ou sal de cozinha. O Cloro possui 7 elétrons na camada de valência. O Sódio, por sua vez, possui um elétron na camada de valência. Assim, o Sódio se torna um cátion, pois perde um elétron, e o Cloro se torna um ânion, pois ganha um elétron.

A representação da tabela periódica permite que, através de uma breve análise, se conclua a respeito da quantidade de eletrons da última camada. Assim, os grupos 1, 2, 13, 14, 15, 16 e 17 possuem, respectivamente, 1, 2, 3, 4, 5, 6 e 7 elétrons na última camada. Além disso, para o restante dos elementos presentes na tabela periódica, é possível identificar o número de elétrons da camada de valência através da representação da distribuição eletrônica. Assim, tem-se a respeito do elemento Ferro:

Fe: nº atômico 26
Distribuição eletrônica: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d⁶
A última camada representada: 4 (4s)
Assim, o elemento Ferro possui 2 elétrons (4s²) em sua camada de valência.

Assim como o elemento Prata:

Ag: nº atômico 47
Distribuição eletrônica: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶ 5s² 4d⁹
A última camada representada: 5
Assim, o elemento Prata possui 2 (5s2) elétrons em sua camada de valência.

Desta forma, é possível conhecer as ligações prováveis entre os diversos elementos, assim como a sua provável transformação em cátions e ânions.

Fonte:http://www.infoescola.com/quimica/camada-de-valencia/